Реализация математических алгоритмов преобразования RGB-снимков в альбедо поверхности.

Восстановление альбедо поверхности с высоким пространственным разрешением является актуальной задачей для детальных расчётов компонент энергетического баланса территории. В данной работе проводится реализация и адаптация двух алгоритмов [Afanasiev et al., 2015, Sun et al., 1999] преобразования RGB-сигналов от надирных снимков с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в альбедо поверхности. Математическая постановка задачи заключается в решении обратной задачи по восстановлению интеграла спектральной функции отражённого излучения и её нормировке по известным реперным значениям альбедо поверхности. Описаны некоторые важные математические свойства алгоритмов, заданы области их применимости. Важнейшим ограничением метода является требование однородных условий освещения при проведении съёмки с БПЛА.
Алгоритмы были протестированы в зимний и летний периоды по данным съёмок ортофотопланов с БПЛА на территории «Плейстоценового парка» (Республика Саха, Россия). Проведена нормировка алгоритмов на реперных территориях по данным обработки спутниковых снимков Landsat-8, 9 и Sentinel-2, а также с использованием эталонных пластин с известными значениями спектральной отражательной способности. Получены значения альбедо поверхности с высоким разрешением (около 12 см/пиксель). Выявлены оптимальные условия использования алгоритмов при наличии плотной слоистой облачности, а также негативное влияние теней от прямой солнечной радиации при безоблачной или малооблачной погоде.
Таким образом, в данной работе показана возможность использования алгоритмов преобразования RGB-сигналов для многократного увеличения пространственного разрешения альбедо поверхности, получаемого со спутниковых снимков или контактных измерений. В будущем планируется доработка алгоритмов и их тестирование на большей статистической выборке. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ 24-17-00155.